Trabajo de investigación
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I n t e r c a m b i a b i l i d a d
N o r m a s d e a j u s t e s y
t o l e r a n c i a s
1 | P á g i n a
Índice
O b j e t i v o ................................................................................................................................3
I n t r o d u c c i ó n ................................................................................................................3
I n t e r c a m b i a b i l i d a d .........................................................................................4
N o r m a s d e a j u s t e s y t o l e r a n c i a s .....................................5
I S O . - S i s t e m a s d e t o l e r a n c i a p a r a l o s l í m i t e s y a j u s t e s .....................................................................................................................................8
G r a d o I n t e r n a c i o n a l d e l a T o l e r a n c i a ( I T ) ..........................8
N o r m a s i n t e r n a c i o n a l e s p a r a a j u s t e s y t o l e r a n c i a s ...................................................................................................................10
I d e a e l e m e n t a l s o b r e n o r m a l i z a c i ó n ......................10
N o r m a s i n t e r n a c i o n a l e s p a r a a j u s t e s y t o l e r a n c i a s ...................................................................................................................11
S i s t e m a I S O d e t o l e r a n c i a s y a j u s t e s ................11
S i s t e m a e s t á n d a r d e t o l e r a n c i a s y a j u s t e s.............................................................................................................................................................12
H e r r a m i e n t a s p a r a e l c á l c u l o d e a j u s t e s .....14
C o n c l u s i o n e s ............................................................................................................16
B i o g r a f í a s ......................................................................................................................18
2 | P á g i n a
O b j e t i v o
Calcular y determinar al ajuste o tolerancia de un elemento de máquina y
representarlo en base a las normas internacionales.
I n t r o d u c c i ó n
Para el proyectista es fácil especificar una cierta dimensión, 65mm o 2 ½
pulgada, por ejemplo, pero para el operario o para la máquina que fabrica la pieza
correspondiente es muy difícil obtener exactamente dicha dimensión, o sea 65.0000
mm, o bien 2.50000 pulgadas. En general, cuanto más se aproximan estas
dimensiones prácticas al valor exacto, que recibe el nombre de medida o tamaño
nominal, más costoso será la fabricación.
Si el proyectista no sabe nada acerca de la variabilidad natural de un proceso de
fabricación, es que no está capacitado para especificar la mejor tolerancia, Ya
hemos visto algo de como varia la resistencia de un material de una misma
especificación. Análogamente, una pieza de 65 mm sale de la maquina con una
dimensión mayor o menor de 65 mm, pudiendo ser la diferencia menor que una
millonésima de milímetro o mayor que varias centésimas de milímetro.
¿Cuánto puede diferir? Esta pregunta se puede contestar estadísticamente si se
dispone de suficiente información sobre el proceso. Sin los métodos estadísticos no
se puede obtener una respuesta satisfactoria. Por esta razón, los proyectistas de
elementos de máquinas deben conocer el análisis estadístico aplicado a los
procesos de fabricación.
3 | P á g i n a
I n t e r c a m b i a b i l i d a d
Los juegos y tolerancias son necesarios en la práctica cuando tengan que ser
producidas muchas partes o piezas apareadas. Si solo se pretendiera hacer una de
las conexiones de yugo u horquilla se obtendrían buenos resultados en una fábrica
pequeña describiendo el ajuste al operario y permitiéndole libertad de acción en lo
restante o sea dejándolo en su juicio. Pero si hay que fabricar muchas piezas, la
manufactura intercambiable que es el factor básico de nuestra técnica de
producción de masa es esencial desde el punto de vista económico.
En un sistema de fabricación de piezas completamente intercambiables el
operario que dispone de una caja de horquillas otra de extremos de varillas y otra de
pernos debe poder acoplar satisfactoriamente un perno cualquiera en cualquier
varilla u horquilla. Cuando las condiciones impuestas por la ingeniería requieran
ajustes de más precisión que los obtenibles económicamente siguiendo un plan de
absoluta intercambiabilidad se recurre al sistema de intercambiabilidad selectiva .En
este caso las piezas fabricadas se clasifican en dos o más grupos de medidas.
Entonces como hay dos grupos los pernos mayores se ensamblaran en lo agujeros
mayores y en los pernos menores en los agujeros menores.
Con este sistema se consiguen ajustes más precisos y más económicos que si
los mismos ajustes se hubiesen obtenido mediante la adopción de menores juegos y
tolerancias pero entonces hay que hacer una inspección al 100% de la producción.
La razón es que el coste de la obtención de pequeñas tolerancias puede
aumentar muy rápidamente. También será a veces más barato la fabricación con
rechazo de algunas piezas que adoptan los medios necesarios para la producción
de todas las piezas dentro de las tolerancias
Si se adopta el sistema de intercambiabilidad selectiva no deben perderse de
vista el problema de que es obligado dar satisfacción al usuario.
4 | P á g i n a
N o r m a s d e a j u s t e s y t o l e r a n c i a s
Son muchos los sistemas de tolerancia y juegos existentes. Algunas compañías
adoptan sus propias normas. En Norteamérica La American Standards Association
(Asociación Americana de Estándares), ASA standard B 4.1-1955 ha clasificado los
ajustes de rotación libre y deslizante como sigue:
RC 1.- Ajustes deslizantes apretados.
Para situaciones exactas de piezas que deban montarse sin juego perceptible.
RC 2.- Ajustes deslizantes.
Estos permiten el movimiento y el giro fácil de las piezas, pero no tienen por fin
que marchen libremente. Con un pequeño cambio de temperatura en las
dimensiones mayores el ajuste puede agarrotarse.
RC 3.- Ajustes de rotación libre de precisión.
Para conjuntos de precisión que funcionan a baja velocidad, carga ligera y
pequeño cambio de temperatura.
RC 4.- Ajustes de rotación apretada.
Para cosos de situación exacta y mínimo juego pero con valores moderados de
velocidad superficial, presión sobre muñón y aumento de temperatura.
RC5 y RC6.- Ajustes de rotación media o semi libre.
Adecuados para velocidades de rotación más elevadas y más fuerte presión
sobre el muñón.
RC 7.- Ajustes de rotación libre.
Adecuados para grandes variaciones de temperaturas y cuando sean admisibles
amplias tolerancias o donde no se precise gran exactitud.
RC8 y RC9.- Ajustes de rotación floja.
Utilizables con materiales tales como ejes y tubos comerciales laminados en frio.
5 | P á g i n a
6 | P á g i n a
[1] TABLA 1.A - AJUSTES DE ROTACIÓN Y DESLIZANTES
7 | P á g i n a
[1] TABLA 1.B - AJUSTES DE ROTACIÓN Y DESLIZANTES
I S O . - S i s t e m a s d e t o l e r a n c i a p a r a l o s l í m i t e s y a j u s t e s
Esta norma puede ser descrita como ISO 286:1988. Este estándar está siendo
descrito en EE.UU. como ANSI (ANSI B4.2-1978). Estándar Nacional Americano
(ANSI B4.2-1978) describe la norma ISO métricas de ajustes y límites para la
máquina de acoplamiento las piezas homologadas para el uso general de la
ingeniería. Este estándar se utiliza como una norma internacional para las
tolerancias de dimensiones lineales. Este sistema es la norma ISO idéntica a la
norma europea (EN 20286:1993) y define un sistema de tolerancias, desviaciones y
ajustes reconocido internacionalmente.
G r a d o I n t e r n a c i o n a l d e l a T o l e r a n c i a ( I T )
Grado de IT es un grupo de tolerancias. Cada una de las tolerancias de este
sistema está marcado "IT" con el grado de exactitud adjunto (IT01, IT0, IT1... IT18).
Grados de TI referencia ISO 286. La magnitud de la zona de tolerancia es la
variación en el tamaño de la pieza. Los grupos de TI de tolerancias tales que las
tolerancias para un número determinado de TI tienen el mismo nivel relativo de
exactitud, sino que varían dependiendo de la talla básica.
Una parrilla más pequeña de TI número ofrece una zona de tolerancia más
pequeña. El fundamental IT desviación de base agujero se designa con "H", el eje
designado por "h".
Símbolos Tolerancia: El símbolo de la tolerancia se establece mediante la
combinación del número de grado de TI y la letra posición para la tolerancia. Capital
de la letra como "H" para el agujero y letra minúscula como "h" para el eje.
8 | P á g i n a
Mostrando parte interna de TI símbolo:
Mostrando la parte externa con IT símbolo:
9 | P á g i n a
N o r m a s i n t e r n a c i o n a l e s p a r a a j u s t e s y t o l e r a n c i a s
El primer sistema internacional de ajuste fue creado por la ISA, que es una
asociación internacional de normalización (International Federation of the
Standardiazing Associations). El posterior desarrollo de las normas
internacionales tuvo lugar entre las dos guerras mundiales a través de una
asociación de normas, la ISO, que abarca a todos los países industriales del
mundo (International Organisation for Standardization). Así están normalizados
por ISO entre muchas otras las siguientes materias; números normalizados,
temperaturas de referencia de los instrumentos de medida y de las piezas,
roscas métricas, uniones de árboles por chavetas, placas de metal duro, conos
de herramientas, colores para señales ópticas. Las normas ISO para tolerancias
y ajustes corresponden a las normas DIN 7157.
I d e a e l e m e n t a l s o b r e n o r m a l i z a c i ó n
Con objeto de que todos los fabricantes y operarios de una misma nación y a
ser posible de todas las naciones del mundo hablen un mismo idioma en lo que a
comprensión de dibujos y planos se refiere, en cuanto a la fabricación de
materiales de todas clases en todas las ramas de la industria y en cuento a las
medidas de elementos de máquinas, etc., se lanzó la idea de unificar normas de
concepción, fabricación y representación, que ahorrase tiempo y energía a todos
y borrase la anarquía existente en la industria, similar a la que había en el
comercio antes de la implantación del Sistema Métrico Decimal.
Por ello cada nación tiene interés extraordinario en establecer e imponer
normas de unificación para la representación de signos convencionales de
dibujos, materiales, medidas, etc.
La ventaja de la normalización:
a) Reducción del número de elementos simples usados en mecánica.
b) Simplificación de la designación de estos elementos.
c) Unificación de sus reglas de construcción.
10 | P á g i n a
La normalización es ventajosa no solamente para la empresa individual, sino
también para la totalidad de la industria, del comercio y de la economía nacional
en general.
N o r m a s i n t e r n a c i o n a l e s p a r a a j u s t e s y t o l e r a n c i a s
En la fabricación individual las piezas de máquina que han de encajar entre si
se ajustan, por lo general individualmente.
En la fabricación en serie este procedimiento resultaría antieconómico. Las
piezas tienen que poderse montar, y en caso necesario poderse recambiar, sin
trabajo alguno posterior, independientemente de dónde y por quien haya sido
fabricadas. Esta intercambiabilidad es solamente posible cuando existan unas
directrices unificadoras (normas) para ajustes. De este modo surgieron a lo largo
de tiempo las normas de ajuste de taller, después las normas de ajuste DIN (para
Alemania) y finalmente de ajuste internacionales.
El primer sistema internacional de ajustes fue credo por la ISO que es una
asociación de normas internacional. Este sistema de ajustes sustituyó en
Alemania al sistema de normas de ajuste DIN.
El posterior desarrollo de las normas internacional tuvo lugar entre las dos
guerras mundiales a través de una asociación de normas la ISO, que abarca a
todos los países industriales del mundo ( International Organization for
Standarization ). Así están normalizados por ISO entre otras las siguientes
materias: Numero normalizados, temperaturas de referencia de los instrumentos
de medida y de las piezas, roscas métricas, uniones de árboles de chavetas,
placas de corte de metal duro, conos de herramientas, colores para seriales
ópticas, etc.
S i s t e m a I S O d e t o l e r a n c i a s y a j u s t e s
El sistema ISO de Tolerancias y Ajustes se emplea en la mayoría de los
países industrializados adictos al sistema métrico. En este sistema a cada pieza
se le asigna una media nominal, entonces los límites superior e inferior entre los
que puede variar la dimensión real se definen por su desviación respecto a la
11 | P á g i n a
nominal, cuyo valor y asigno se obtienen restando esta de cada limite en
cuestión. La diferencia entre los límites, de medida de cada pieza recibe el
nombre de campo de tolerancia, que es un valor absoluto desprovisto de signo.
El sistema ISO admite tres clases de ajuste
Ajuste con huelgo.
Ajuste incierto (el conjunto puede representar huelgo o apriete).
Ajuste con apriete o interferencia.
Puede emplearse un sistema basado en el eje o un sistema basado en el
agujero. Para una medida nominal dada, puede especificarse toda una gama de
campos de tolerancia y desviaciones respecto a la línea de desviación nula,
llamada línea cero. El campo de tolerancia es función de la media y se designa
mediante un número simbólico, llamado grado o calidad de tolerancia. La
posición de campo de tolerancia con relación a la línea cero se representa
mediante una letra o dos; mayúscula para los agujeros y minúscula para los ejes.
Así la especificación de un agujero y eje con una medida nominal de 45 mm.
Podría ser 45 H8/g7.
S i s t e m a e s t á n d a r d e t o l e r a n c i a s y a j u s t e s
En todo el mundo hay en uso muchos estándares de tolerancia y ajustes, por
ejemplo en Reino Unido se manejan dos:
BS 1916: 1953 Tolerancias y ajustes (unidades inglesas) .
BS 4500: 1969 Tolerancias y ajustes (unidades métricas) .
Los BS 4500 se basan en el trabajo de la ISO y son adecuados para usarlos
en toda clase de trabajos, desde instrumentos de precisión hasta equipos para la
industria pesada. En BS 4500 proporciona las especificaciones de tolerancias
dentro de los sistemas basados en agujeros o en eje para tamaños particulares
de piezas y tipo de trabajo.
Las tablas que se manejan suministran veintiocho tipos de ejes, designados
por letras minúsculas a, b, c, d, e, etc., y veintiocho tipos de agujeros, designados
mediante letras mayúsculas A, B, C, D, E, etc. El grado de tolerancia para cada
tipo de eje o de agujero viene designado por los números 0, 1, 2,..., 6 dando así
18 grados de tolerancia en total.
12 | P á g i n a
La letra indica la posición de la tolerancia con respecto al tamaño básico se le
llama desviación fundamental, y el numero indica la magnitud de la tolerancia
fundamental. Un eje queda totalmente definido por su tamaño básico, letra y
número, por ejemplo 75 mm h6. En forma análoga, un agujero queda
completamente definido mediante su tamaño básico, letra y número, por ejemplo
75 mm H7. La forma en que se especifica un ajuste de juego de precisión
empleando la combinación de agujero y eje es 75 mm H7/h6.
La tabla 10.1 muestra la forma en que la ISO organizó un sistema de dieciocho
calidades designadas por: IT 01, IT 0, IT 1, IT 2, IT 3,…, IT 16, cuyos valores de
tolerancia se indican para 13 grupos de dimensiones básicas, hasta un valor de
500 mm. De los datos se puede notar que la tolerancia depende tanto de la
calidad como de la dimensión básica.
Tabla 10.1 Tolerancias fundamentales en micrómetros (µm) (tolerancias ISO,
menos de 500 mm)
13 | P á g i n a
Las Normas ISO 286 establecen:
Un sistema de tolerancias.
Un sistema de ajustes.
Un sistema de calibres límites para la verificación y control de piezas.
Las ventajas que se obtienen al implementar el sistema ISO son las
siguientes:
Intercambiabilidad.- Característica de un sistema de fabricación en el que todas
las piezas obtenidas responden a los requisitos fijados de antemano.
Economía de materias primas: menor cantidad de rechazos.
Aumento de la productividad.
Economía de mano de obra correctiva: se evitan los retoques y
ajustes manuales en las superficies de asiento.
Facilidad de montaje: no hay dificultades por estar la pieza dentro de la
tolerancia. Puede sistematizarse y/o automatizarse la operación. (universidad
nacional de mar del plata, 2013)
14 | P á g i n a
C o n c l u s i o n e s
José Alfredo Jimenez Mares.- Es de gran importancia conocer los parámetros de
los ajustes y tolerancias y basarnos a las normas establecidas para tener una buena
eficacia en nuestro diseño y/o sistema, tomar en cuenta la intercambiabilidad para
así mejorar la calidad de la pieza de acuerdo a la necesidad del diseñador.
Emanuel Duarte Juárez.- Es muy importante estos temas en el diseño ya que
gracias a estos puntos el producto a diseñar estaría completo y/o satisfactorio.
Luis Freddy Barocio Fernández.- Es importante conocer los juegos y tolerancias
para la elaboración de las piezas para que todo quede a la perfección y así prevenir
alguna falla. Y por otro lado para cuando una pieza falle sea fácil de remplazar por
que todo va inspeccionado al 100% para que no halla falla, por eso se tiene que
respetar las normas de seguridad.
Omar Yair Rincón Ramírez.- Las tolerancias y ajustes son de suma importancia
debido a que no se debe sobrepasar las medidas establecida y normalizadas para
optimizar el uso de los prototipos o partes de alguna maquinaria, mecanismo, etc.
Brandon Cernas Cevallos.- Los sistemas de ajustes y tolerancias al igual que
todo sistema estandarizados proveen facilidad de trabajo, de
comunicación, eficiencia y calidad de los productos a las empresas en las que están
implementados, pero esto no basta, por más normalizados que estén los procesos
de una industria, la verdadera uniformidad se dará solamente cuando se hay
unificado el uso de un solo sistema a nivel global para así de esta manera asegurar
la intercambiabilidad de cualquier pieza, de cualquier empresa del mundo
15 | P á g i n a
B i o g r a f í a s
[1] MORING FAIRESVIRGIL.TOLERANCIAS Y JUEGOS.”DISEÑO DE ELEMENTOS DE MÁQUINAS “(pg. 100-112).EDITORIAL LIMUSIA.
[2] http://www.cobanengineering.com/Tolerancias/Sistema_de_la_Tolerancia.asp
[3]http://www.monografias.com/trabajos98/sistema-ajustes-y-tolerancias/sistema-ajustes-y-tolerancias.shtml#ixzz3jwjFT7zw
[4] http://www.sites.upiicsa.ipn.mx/polilibros/portal/polilibros/p_terminados/procman-Aguilar-Oros/UMD/Unidad5/Contenido/5.b.htm
[5] http://www.utp.edu.co/~lvanegas/disI/Cap10
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